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碳纤维增韧环氧树脂性能研究

2020-11-07江婧杨佳成邹佩君

高科技纤维与应用 2020年5期
关键词:碳纤维力学性能复合材料

江婧,杨佳成,邹佩君

(威海光威复合材料股份有限公司,山东 威海 264200)

0 引言

碳纤维具有低密度、高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、低电阻、高导热、低热膨胀、耐化学辐射等特性,还具有纤维的柔曲性和可编性,比强度和比模量优于其他无机纤维。

环氧树脂由于具有优良的工艺性能、机械性能和物理性能,价格低,可作为涂料、胶黏剂、复合材料树脂基体、电子封装材料等广泛应用于机械、电气、电子、航空、航天、化工、交通运输、建筑等领域。它之所以能够得到广泛应用因其兼备如下特点[1]:在化学结构方面具有活性环氧基、羟基和醚基等,具有强的粘接力,可把增强纤维牢固地粘接为一体,使其成为承载外力的整体;在固化过程中形成三维网状结构,交联密度高,固化收缩率小(一般小于2%);具有较高的强度、模量和较大的伸长,有利于提高先进复合材料的力学性能;耐热抗寒,可在-50~180℃范围内使用,且热膨胀较小;成型工艺性好,适应性强,且成型工艺比较成熟;耐化学药品性好,抗腐蚀能力较强。

固化后的普通环氧树脂生成交联密度高的网络结构,表现在力学强度高,耐热性好,但同时脆性较大,受冲击时易开裂而破坏。目前增韧环氧树脂的途径大致有以下几种[2-12]:

(1)用刚性无机填料、橡胶弹性体、热塑性塑料和热致型液晶(TLCP)聚合物等第二相来增韧改性。

(2)用热塑性塑料连续贯穿于环氧树脂网络中形成半互穿网络型聚合物(Semi-IPN)来增韧改性。这种方法主要是通过环氧树脂固化时形成互穿网络聚合物,其性能比单独的环氧树脂要好得多(当然要控制固化条件、相畴尺寸等)。……

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